介孔SO42-/TiO2的一步法制备及其光催化性能

通过对TiOSO4溶液热水解用一步法制备出大比表面积、高活性的介孔SO42-/TiO2光催化剂.用低温氮吸附-脱附等温线、XRD、Hammett指示剂、艾氏卡等方法对SO42-/TiO2催化剂进行了表征,以亚甲基蓝的光催化氧化降解反应考察了催化剂的光催化性能.结果表明,在焙烧过程中硫酸根和偏钛酸孔壁上的自由羟基键合,不仅有效地抑制了TiO2晶粒的长大和晶相转变,而且起到了孔结构形成的导向及支撑作用,使TiO2保持了介孔结构、较高的比表面积和锐钛矿相,同时S=O键的强电子诱导效应还使邻近的Ti成为超强酸中心,促进了TiO2光生电子-空穴对的分离,延长了电子-空穴对的寿命,从而有效地提高了TiO2的光催化活性.     

TiO2/活性炭复合体超临界沉淀法制备及其光催化性能

以活性炭为载体、超临界二氧化碳为流体、钛酸丁酯为前驱体,用超临界流体沉积法制备TiO2/活性炭（TiO2/AC）复合体。用X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）、比表面积分析（BET）、热重-差热（TG-DTA）对TiO2/AC进行表征。以紫外灯为光源,偶氮类染料亚甲基蓝为标准降解物,考察TiO2/AC复合体的光催化...     

介孔TiO2的合成及其光催化性能研究进展

介孔TiO2材料由于其优越的孔道结构、大比表面积,良好的吸附能力及易回收等特点,在光催化降解有机污染物等方面表现出优异的性能,在能源、环保、化工等领域都具有十分重要的科学和实际意义。从合成方法、光催化性能及其影响因素、应用性等方面对近年来国内外介孔TiO2的研究状况进行了详细阐述,并在此基础上分析比较了不同合成方法的优缺点,及今后的发展方向。     

醇热法制备介孔TiO2及其光催化性能

以十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为模板剂,钛酸正四丁酯(TBOT)为钛源,异丙醇为溶剂,通过醇热法合成介孔TiO_2,用N_2吸附-脱附、XRD、TEM等技术对合成样品进行了表征。以亚甲基蓝的降解为模型反应,对介孔TiO_2催化性能进行评价并与商品DegussaP-25比较。实验结果表明,比表面积为248.8 m~2·g~(-1),孔径为4.92 nm的锐钛矿晶型介孔TiO_2具有很高的催化活性。     

模板法制备介孔TiO2及其光催化性能研究

以十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)作为模板剂,钛酸正四丁酯(TBOT)为钛源,异丙醇为溶剂,通过溶胶-凝胶过程合成出介孔TiO2前驱体凝胶后,经老化、焙烧得到了TiO2介孔材料.利用XRD、HR-TEM、TGA、N2的吸附-脱附、BET等方法对材料的结构、形貌、比表面积、孔径分布进行表征.以亚甲基蓝的降解为模型反应,对其催化性能进行评价并与商品DegussaP-25进行比较.实验结果表明,比表面积为137.5m2/g、孔径为8.62nm的锐钛型介孔TiO2具有很高的催化活性.     

介孔RGO/TiO2复合光催化材料的制备及光催化性能

采用溶胶-凝胶法, 以氧化石墨烯(GO)、钛酸四丁酯(TBT)为原料, 聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为结构引导剂, 柠檬酸为水解抑制剂和表面活性剂原位合成不同GO含量的介孔氧化石墨烯/二氧化钛复合材料(GO/TiO₂), 再经过紫外灯辐照还原获得介孔还原氧化石墨烯/二氧化钛复合材料(RGO/TiO₂)。通过X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)、比表面积(BET)、紫外-可见漫反射(UV-Vis DRS)和荧光光谱(PL)对样品进行分析表征, 研究了RGO/TiO₂的形貌、孔径分布情况, RGO的引入对光生电子-空穴对寿命、吸附性能、光催化性能的影响。分别在紫外光和太阳光条件下评价了复合材料的光催化性能, 并在紫外光条件下, 对催化剂进行了多次回收循环测试。测试结果表明: TiO₂均匀地生长于RGO表面, RGO/TiO₂为介孔材料; RGO的引入可以有效地抑制光催化剂中光生-电子空穴对的复合, 提高吸附性能和光催化性能, 7wt%RGO/TiO₂显示出对甲基橙的最佳吸附效果; 5wt%RGO/TiO₂对甲基橙具有最佳光催化效果和稳定的催化活性, 经过4次循环后, 紫外光照50 min, 对甲基橙的降解率仍能达到首次降解效率的90%以上。     

镁合金基体负载TiO2光催化性能的研究

阴极电沉积方法能快速地在镁合金(AZ31)上得到TiO2薄膜.通过DSC-TG和XRD分析,TiO2薄膜在高于350℃转变为锐钛矿晶型.以紫外线为光源,对亚甲基蓝溶液进行了光催化降解实验.通过对660nm处不同时间的吸光度数据和SEM分析得知,电沉积30min的薄膜材料经高于350℃处理后具有较强的降解能力,降解270min后,降解率达90%以上,降解过程符合一级动力学关系,其中,350℃处理后的试样的降解速率常数k为-0.0119.     

多孔TiO2纳米纤维的制备及其对染料废水的光催化降解性能研究

以钛酸四正丁酯(TBT)为原料,结合溶胶-凝胶、静电纺丝和高温炭化的技术与原理,制得实心二氧化钛(TiO_2)纳米纤维,并通过添加不同含量的致孔剂偶氮二甲酸二异丙酯(DIPA)制得多孔TiO_2纳米纤维。并对多孔TiO_2纳米纤维的形貌与晶型结构进行了表征与分析。研究结果表明,经煅烧后制得的实心和多孔TiO_2纳米纤维分别为金红石型和锐钛矿型结构;在DIPA用量为5%(wt,质量分数)制得的多孔TiO_2纳米纤维用量50mg,在50mL亚甲基蓝溶液,光照3h条件下,对亚甲基蓝溶液的降解率最高达到91.5%。     

Er3+掺杂TiO2空心球的制备及其光催化性能研究

以钛酸四丁酯、氧化铒、硝酸等为原料, 采用碳球模板法制备了TiO₂: Er³⁺空心球材料, 利用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射(XRD)等测试方法, 对样品的结构和形貌进行了表征。并利用紫外-可见(UV-Vis)分光光度计考察了TiO₂: Er³⁺空心球材料在催化染料罗丹明B、亚甲基蓝、茜素红、甲基橙的脱色降解过程中的应用性能。系统研究了Er³⁺掺杂浓度、不同离子型染料和染料水溶液的pH等因素对催化降解效率的影响。实验结果表明: 经600℃煅烧3 h制备的TiO₂: Er³⁺为锐钛矿晶型, 空心球结构, 尺寸均匀, 粒径约为120 nm, 比表面积约为60.5 m²/g; Er³⁺掺杂量为0.5mol%的样品对甲基橙染料的催化降解效率最高; 对四种不同离子型染料, 茜素红的催化降解效果显著, 在紫外光照射下, 催化效率较未掺杂Er³⁺的TiO₂提高了约30%。     

铁/镱掺杂二氧化钛空心球的制备及其光催化性能

用模板法制备铁/镱共掺杂二氧化钛空心球(Fe/Yb-TiO2HS),使用扫描电子显微镜(SEM)观察和X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、傅里叶红外光谱(FT-IR)、热失重(TG)等测试方法对对其进行了表征.使用浓度为20 mg/L的甲基橙溶液模拟废水,研究了铁/镱共掺杂二氧化钛空心球的催化性能.结果 ...     

Y2O3/WO3光催化降解溴酚蓝染料的研究

采用光催化荆Y2O3/WO3对含溴酚蓝染料废水的处理进行了研究,探讨了光催化剂作用机理,讨论了光催化剂组成、用量、试液pH值、光照时间与溴酚蓝染料溶液脱色率的关系.结果表明,当w(Y2O3)=1.5%、50mL时试液的起始质量浓度为20mg/L,催化剂用量为0.400g,pH=7.0,光照6h时溴酚蓝染料溶液的脱色率可达96.8%.     

银粒子修饰下的介孔二氧化钛的制备及其光催化性能的研究

利用光还原的方法制备一系列不同银含量的改性介孔二氧化钛的颗粒。采用X射线粉末衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、紫外一可见漫反射谱(DRS)和X射线能谱仪(EDX)等技术手段对制备的样品进行了表征。结果表明, 银纳米粒子被牢牢固定在二氧化钛表面, 并在银和二氧化钛界面形成肖特基势垒用以提高电子-空穴的分离。而从紫外可见漫反射光谱中看出, 银二氧化钛样品与未改性的二氧化钛样品相比显示出更高的红移。以亚甲基蓝(MB)为光降解模型, 银改性二氧化钛表现出较高的活性。     

有机-无机氧化硅空心球的合成及VOCs吸附应用

介孔有机-无机复合氧化硅空心球(MOSs)在碱性条件下以反向胶束为模板经过正硅酸乙酯(TEOS)和1,2-双(三乙氧基甲硅烷基)乙烷(BTSE)共缩合被成功合成, 并通过不同手段对样品的结构和性能进行表征。MOSs用于去除挥发性有机物(VOCs), 研究其对水蒸气、正己烷、甲苯和92#汽油的静态吸附性能, 并以商业硅胶(SG)和活性炭(AC)为参考。实验结果发现, 初始BTSE/(BTSE+TEOS) 摩尔比为10%时, (MOS-10%)的样品具有均匀的中空介观结构和最大的VOCs吸附容量(1.28 g·g^-1正己烷, 1.25 g·g^-1甲苯和1.14 g·g^-1 92#汽油), 静态水蒸气吸附量最小(0.630 g·g^-1)。通过穿透曲线评估单一组分VOC(正己烷或甲苯)在MOS-10%上的动态吸附行为, 动态正己烷和甲苯吸附结果以及高湿度条件下的正己烷吸附性能表明, 与商业吸附剂相比, MOS-10%具有最佳的穿透时间、吸附能力和疏水性。对于二元组分同时吸附(正己烷和甲苯), MOS-10%的正己烷吸附性能优于甲苯。介孔有机-无机复合氧化硅空心球的动态VOCs吸附容量较大归因于有机基团、表面积和孔体积的共同作用。MOSs的VOCs去除能力强和可回收性优良, 显示出巨大的VOCs捕获潜力。     

Rattle‐Type Fe3O4@SiO2 Hollow Mesoporous Spheres as Carriers for Drug Delivery

Rattle‐type Fe₃O₄@SiO₂ hollow mesoporous spheres with different particle sizes, different mesoporous shell thicknesses, and different levels of Fe₃O₄ content are prepared by using carbon spheres as templates. The effects of particle size and concentration of Fe₃O₄@SiO₂ hollow mesoporous spheres on cell uptake and their in vitro cytotoxicity to HeLa cells are evaluated. The spheres exhibit relatively fast cell uptake. Concentrations of up to 150 µg mL^?1 show no cytotoxicity, whereas a concentration of 200 µg mL^?1 shows a small amount of cytotoxicity after 48 h of incubation. Doxorubicin hydrochloride (DOX), an anticancer drug, is loaded into the Fe₃O₄@SiO₂ hollow mesoporous spheres, and the DOX‐loaded spheres exhibit a somewhat higher cytotoxicity than free DOX. These results indicate the potential of Fe₃O₄@SiO₂ hollow mesoporous spheres for drug loading and delivery into cancer cells to induce cell death.     

高活性氮掺杂介孔二氧化钛的合成及性能研究

采用水热法, 以聚乙二醇(PEG)为模板, N,N-二甲基甲酰胺为氮源, 制备了氮掺杂的介孔二氧化钛。并用X射线粉末衍射(XRD)、傅立叶红外光谱(FTIR)、BET、透射电子显微镜(TEM)、紫外一可见漫反射谱(DRS)和X射线光电子能谱(XPS)等技术手段对制备样品进行了表征。结果表明: 所合成的样品具有锐钛矿结构,直径约20 nm, 并且具有一定的可见光活性。以甲基橙(MO)为光降解模型, 样品在可见光区表现出了较好的催化活性, 这取决于烷氧基和氮掺杂的协同效应。     

N掺杂TiO2/SiO2双层中空微球的制备及可见光光催化活性研究

以阳离子PS为模板,正硅酸乙酯和钛酸丁酯为前驱体,三乙胺为氮源,采用溶胶-凝胶法,通过层层静电自组装制备了N掺杂TiO2/SiO2 (N-TS)复合微球,并经高温焙烧得到具有介孔结构的N-TS双层中空微球.采用Zeta-plus激光粒度及电位仪、SEM、XRD、UV-Vis等对微球的结构进行表征,以亚甲基蓝为目标污染物,考察了N-TS双层中空微球的可见光光催化活性.结果表明,通过SiO2和TiO2的交替包覆形成了双壳层结构,保持了中空微球完整的球形形貌;N的掺入有效拓宽了TiO2光响应范围且在可见光区域吸收明显增强,在掺N量为n(N) /n(Ti)=10、500℃焙烧得到的双层中空微球可见光催化活性最优,2h内亚甲基蓝几乎完全降解,同时中空微球在重复使用过程中依然能保持较高的可见光光催化活性.     

SiC空心球的制备与表征

以炭黑和粉煤灰为原料,通过微波加热碳热还原法制备了SiC空心球.制备工艺为:将粉煤灰与炭黑球模板按n(C)∶n(SiO2)=4.2配料,在1300℃氢气气氛下恒温0.5h.采用扫描电子显微镜、能谱仪、X射线衍射和拉曼光谱对SiC空心球进行了表征,结果表明,SiC空心球球壳由带有缺陷的β-SiC线组成,β-SiC线的直径为50～500nm.